Skip to main content

Εφαρμοσμένη Κβαντομηχανική 1: Άτομα (Ε)

Περιγραφή του μαθήματος

Όπως είναι ήδη σαφές από τον τίτλο του, τούτο εδώ είναι ένα μάθημα κβαντομηχανικής προσανατολισμένο όμως εξαρχής όχι τόσο στον μαθηματικό φορμαλισμό της και την ανάπτυξη της θεωρίας καθ' εαυτήν, αλλά στον πραγματικό κόσμο που η θεωρία καλείται να εξηγήσει και που η κατανόησή του αποτελεί τη βάση όλης της σύγχρονης τεχνολογίας. Θεωρώντας γνωστές τις βασικές αρχές και τις πιο απλές εφαρμογές της θεωρίας —π.χ. όπως αναπτύσσονται στο μάθημα Εισαγωγή στην Κβαντική Φυσική του Mathesis— το μάθημα ξεκινά με μια εισαγωγική εβδομάδα (την εβδομάδα 0) που έχει σαν στόχο να δημιουργήσει το αναγκαίο κοινό υπόβαθρο γνώσεων για όλους τους φοιτητές. Το κύριο μέρος του μαθήματος αρχίζει με τη θεωρία της αρχής του Pauli και των βασικών προσεγγιστικών μεθόδων και προχωρά αμέσως στην εφαρμογή τους στον κόσμο των ατόμων με βασικό στόχο την κατανόηση του περιοδικού συστήματος των στοιχείων. Το δεύτερο μέρος του μαθήματος —η Εφαρμοσμένη Κβαντομηχανική 2— είναι αφιερωμένο στα μόρια, με κεντρικό θέμα την κατανόηση της χημικής συμπεριφοράς των στοιχείων με βάση τη στοιχειώδη θεωρία του χημικού δεσμού. Όμως η επέκταση αυτής της θεωρίας ώστε να καλύψει το συναρπαστικό πλούτο της χημείας του άνθρακα είναι το βασικό αντικείμενο του μεγαλύτερου μέρους του μαθήματος.

Τέλος, το τρίτο μέρος του μαθήματος —η Εφαρμοσμένη Κβαντομηχανική 3— καταπιάνεται με μια βασική εισαγωγή στη φυσική του κρυσταλλικού στερεού και τη φυσική ημιαγωγών ενώ το θεμελιώδες θέμα της αλληλεπίδρασης της ύλης με την ακτινοβολία και η εφαρμογή του για την κατανόηση του φωτός LASER συζητείται την τελευταία εβδομάδα του.

Το μάθημα απευθύνεται σε φοιτητές φυσικής, χημείας, επιστήμης υλικών και ηλεκτρολόγων ή χημικών μηχανικών καθώς επίσης και σε εκπαιδευτικούς που αισθάνονται την ανάγκη να δώσουν λίγο μεγαλύτερο βάθος στην κατανόηση θεμάτων όπως π.χ. το περιοδικό σύστημα και η οργανική χημεία, τα οποία καλούνται να διδάξουν στους μαθητές τους.

Τι θα μπορείτε να κάνετε στο τέλος του πρώτου μέρους του μαθήματος (ΦΥΣ 3.1):

  • Θα είστε σε θέση να καταλαβαίνετε το περιεχόμενο και τη βαθύτερη αιτιολόγηση της αρχής του Pauli και να την εφαρμόζετε για να εξηγείτε βασικά χαρακτηριστικά του φυσικού και τεχνολογικού μας σύμπαντος.
  • Θα έχετε καταλάβει τις βασικές προσεγγιστικές μεθόδους της κβαντομηχανικής —όπως τη μέθοδο των διαταραχών και τη μέθοδο των μεταβολών— και θα μπορείτε να τις εφαρμόζετε για την προσεγγιστική περιγραφή ατομικών και (αργότερα) μοριακών δομών.
  • Θα είστε σε θέση να εξηγήσετε από πρώτες αρχές τη δομή του «μικρού περιοδικού πίνακα» -αυτού που περιλαμβάνει τα βασικά στοιχεία της ζωής- και τις τάσεις μεταβολής των βασικών ατομικών ιδιοτήτων πάνω σε αυτόν.

Προαπαιτούμενα

Ένα εισαγωγικό μάθημα κβαντικής φυσικής, όπως το Eισαγωγή στην Κβαντική Φυσική (1 & 2) του Mathesis


Διδάσκων

Στέφανος Τραχανάς

Στέφανος Τραχανάς

Ο Στέφανος Τραχανάς διδάσκει, μεταξύ άλλων, κβαντική φυσική και διαφορικές εξισώσεις στο τμήμα Φυσικής του Πανεπιστημίου Κρήτης από το 1983 έως σήμερα. Είναι συγγραφέας εννέα πανεπιστημιακών συγγραμμάτων στα παραπάνω πεδία και ενός βιβλίου για το ευρύτερο μορφωμένο κοινό με τίτλο Το φάντασμα της όπερας: Η επιστήμη στον πολιτισμό μας. Το βιβλίο του, An Introduction to Quantum Physics, μόλις κυκλοφόρησε από τον εκδοτικό οίκο Wiley. Το 2003 ανακηρύχτηκε σε επίτιμο διδάκτορα του Πανεπιστημίου Κρήτης ενώ το 2012 του απονεμήθηκε το Εθνικό βραβείο εξαίρετης πανεπιστημιακής διδασκαλίας, το οποίο επιδίδεται από τον Πρόεδρο της ελληνικής δημοκρατίας. Για το σύνολο της προσφοράς του τιμήθηκε το 2015 με τον Ανώτερο Ταξιάρχη του Φοίνικα της Ελληνικής Δημοκρατίας. Ως ιδρυτικό μέλος και διευθυντής των Πανεπιστημιακών Εκδόσεων Κρήτης μέχρι το 2013 είχε τη βασική ευθύνη για τη δημιουργία του πρώτου πανεπιστημιακού εκδοτικού οίκου της χώρας. Τα τελευταία χρόνια το όνειρό του είναι η διαδικτυακή εκπαίδευση και το νέο είδος εκπαιδευτικού υλικού που θα χρειαστεί για να την στηρίξει. Πιστεύει ότι η χώρα δεν μπορεί να μείνει έξω από τις επαναστατικές αλλαγές που συντελούνται αλλού σε αυτό το θέμα και γι' αυτόν το σκοπό πήρε την πρωτοβουλία για την ίδρυση του Mathesis —ενός ιδιαίτερου τμήματος των ΠΕΚ— στο οποίο και προσφέρει εθελοντικά την εργασία του τόσο ως διευθυντής του (πλήρους και αποκλειστικής απασχόλησης) όσο και ως δάσκαλος ή συγγραφέας. Η επιτυχία του «πειράματος» είναι το προσωπικό του στοίχημα για τα επόμενα χρόνια.


Συντελεστές

Βιντεοσκόπηση: Νίκος Γκικόπουλος
Προγραμματισμός ασκήσεων και αυτοανανεούμενης τράπεζας θεμάτων: Δημήτρης Αγγελάκης

Η βιντεοσκόπηση του κύριου μέρους του μαθήματος έγινε κατά τη ζωντανή διδασκαλία του μαθήματος στο φυσικό τμήμα του Πανεπιστημίου Κρήτης το εαρινό εξάμηνο του 2014, με ευθύνη του Mathesis. Η εισαγωγική εβδομάδα βιντεοσκοπήθηκε στο στούντιο του Mathesis στο Ηράκλειο, τον Ιανουάριο του 2016.

Με τη δική σας υποστήριξη συνεχίζουμε


Τα μαθήματα του Mathesis προσφέρονται δωρεάν και έτσι θα συνεχίσουν. Μπορείτε να τα παρακολουθήσετε μέχρι τέλους και να συμμετέχετε στα εβδομαδιαία τεστ και την τελική εξέταση. Στα περισσότερα μαθήματα θα σας ζητείται όμως ένα μικρό αντίτιμο –της τάξης των 15€– για την έκδοση της βεβαίωσης επιτυχούς παρακολούθησης, εφόσον βέβαια την δικαιούστε έχοντας εξασφαλίσει την απαιτούμενη ελάχιστη επίδοση του 50%. Από την πλευρά μας θεωρούμε αυτό το μικρό αντίτιμο ως την αναγκαία συμβολή σας για τη συνέχιση της λειτουργίας ενός θεσμού που υπηρετεί δημόσιους σκοπούς χωρίς να δέχεται ούτε ένα ευρώ –άμεσης ή έμμεσης– κρατικής ενίσχυσης. Βασίζεται μόνο σε δωρητική στήριξη και εθελοντική εργασία. Ενός θεσμού της κοινωνίας των πολιτών που κυρίως σ’ αυτούς απευθύνεται και τη δική τους εμπιστοσύνη επιδιώκει να κερδίσει και να διατηρήσει. Αν θεωρείτε ότι τα μαθήματα του Mathesis σάς είναι επιθυμητά και χρήσιμα, έχετε τώρα τη δυνατότητα να συμβάλλετε για τη συνέχιση και επέκτασή τους σε ακόμα πιο ενδιαφέροντα αντικείμενα.

  1. Αριθμός Μαθήματος

    ΦΥΣ3.1
  2. Λήξη Μαθήματος

  3. Προσπάθεια

    30 ώρες
  4. Διάρκεια

    5 εβδομάδες
  5. Παρακολούθηση

    Δωρεάν
  6. Κόστος Βεβαίωσης

    15€
ΕΓΓΡΑΦΗ